电子垃圾泛滥成灾，冷冻粉碎处理法更加环保！
导读
电子产品推动了人类社会的进步，但是电子垃圾却泛滥成灾，危害着地球环境和人类健康。然而，最近科学家新发明的冷冻粉碎处理电子垃圾的创新方法，相对于传统的填埋、焚烧、化学处理的方法，又是怎样更加环保地处理电子垃圾的呢？
电子垃圾
(图片来源于：路透社)
电子垃圾是什么？
一般来说，它是指废弃或者淘汰的家用电器例如电冰箱、空调、洗衣机、电视机等，或者电子设备例如电脑、手机、移动电源、电池等电子产品。
(图片来源于：维基百科)
环境污染
电子垃圾会造成环境严重污染，这是一个严峻的事实。不少电子元器件中含有对人体有害的物质，包括有毒化学物质和重金属，例如汞、砷、铬、铅、铬、溴化阻燃物、钡、铍、磷化物等等。
如果电子垃圾得不到妥善处理，对人类健康会造成重大危害，带来例如癌症等多种疾病。特别是对于一些发展中国家，有些地方往往过度强调经济利益，而没有重视环保，人们在获取丰厚收益的同时，也饱尝环境污染带来的苦果。
(图片来源于：维基百科)
垃圾处理
目前，电子垃圾一般处理方式有「填埋、焚烧、化学处理」。
填埋
填埋，是指将电子垃圾倾倒进填满场，进行掩埋处理。可是，电子垃圾中的重金属有可能渗入土壤，河流和地下水，造成当地的土壤和地下水的污染，危害当地居民以及生物的健康。
焚烧
焚烧，是指高温条件下用火焚烧电子废弃物，去除塑料和其他有机成分富集金属的方法。焚烧过程对于环境的危害也十分严重，有机物焚烧会释放出大量的有害气体，如剧毒的二恶英、呋喃、多氯联苯类等致癌物质。
化学处理
化学处理，是指将电子垃圾投入到酸性或碱性的液体中，浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤以及蒸馏等一系列的过程最终得到高品位的金属。
但是，在化学处理的过程中要使用强酸和剧毒的氟化物等，会产生大量的废液并排放有毒气体，对环境产生的危害也比较大。
创新方法
因为众所周知，这些处理方案有一个共同缺陷，就是严重污染环境。为了取代填埋、焚烧、化学处理等传统办法，最近美国莱斯大学和印度科学院提出了一种创新、环保的方案：「将电子垃圾粉碎成纳米粉尘」。
莱斯大学的博士后研究员、同时也是位于班加罗尔的印度科学院研究员 Chandra Sekhar Tiwary、材料科学家 Pulickel Ajayan 、印度科学院教授 Kamanio Chattopadhyay、D.P. Mahapatra 一起在《今日材料》杂志上发表了一篇论文，描述了这一电子垃圾处理工艺。
这项技术主要创新点就是：低温条件下，将这些粒子粉碎得足够小，以区分出不同的成分，这一过程比起之前电子垃圾的处理方法要相对简单，且环保。
(图片来源于：Chandra Sekhar Tiwary/莱斯大学)
「冷冻研磨仪」，是研究人员用于粉碎电子垃圾的主要设备。这些电子垃圾主要包括「芯片、电子元器件、以及组成印刷电路板（PCB）的聚合物」。经过该设备处理，这些电子垃圾会变成微小颗粒，从而不会相互混杂在一起，以便进行分类以及再利用。
冷冻处理
印度专家设计这种升级版的冷冻研磨仪，提供了行之有效的解决方案。它并不是加热电子垃圾，相反它在「低温」条件下粉碎电子垃圾材料。冷冻后的材料是易碎的，并且也容易研磨成粉。
所以，遇到麻烦和问题时，我们的情绪是“热”的，所以往往相处的办法也是“热”的，然而冷却处理为我们解决问题提供了又一创新思路，可广泛应用于各个领域。
对此，我觉得 Tiwary 对于冷热作用的解释十分好。他说：
“我们利用了这种物理特性的优势。当你加热物体的时候，他们更有可能结合到一起：你可以将金属放入聚合物，或者将氧化物放入聚合。这就是高温过程，目前为此很容易用于混合。”
“但是，现在低温条件，他们并不是想要混合。材料的基本特性：弹性模量、热导率和热膨胀系数，都会发生改变。这样使得它们很容易被真正的分开。”
处理过程
(图片来源于：Chandra Sekhar Tiwary/莱斯大学)
首先，研究人员用于测试的电子垃圾是「电脑鼠标」，准确一点说它内部的PCB。冷冻研磨仪含有氩气以及工具级的钢珠。另外，源源不断的液氮供给，使得容器内部的温度始终保持在154开尔文(零下182华氏度)。
机器振动过程中，钢珠首先粉碎聚合物，然后是金属，最后是氧化物，让这些材料变成粉末的形式，进行区分。这些颗粒的宽度在20纳米到100纳米之间，整个过程可维持3小时，直到这些粒子放入水后进行分离。
下图所示，左边是透明的环氧树脂，右边是加入电子垃圾的环氧树脂。
(图片来源于：Chandra Sekhar Tiwary/莱斯大学)
未来展望
电子垃圾，对于发展中国家造成的危害很大。一些发达国家淘汰的电子产品，会变为电子垃圾出口到发展中国家，例如非洲加纳的阿博布罗西（Agbogbloshie），它就是全球著名的电子垃圾场，也是全球污染最严重的。
同时，据联合国的一份报告称，全世界生产的大约70%的电子产品最终会以垃圾的形式流入中国，其中包括废旧的电视、冰箱、洗衣机、电脑、手机等电子产品及其零部件。
未来，我们寄希望于文中所介绍的处理以及更多的技术创新，加上方方面面的努力和协作，更加有效地处理电子垃圾，减少其对环境的危害，有效地回收再利用，让电子垃圾变废为宝，造福子孙后代。
参考资料
【1】http://news.rice.edu/2017/03/21/pulverizing-e-waste-is-green-clean-and-cold-2/
【2】http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702116303972
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